Способ определения температурного интервала прокатки

(50 4 С 21 П 1/02, 8/00 НР.". ИВц ц ЕНИ 13,ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тур- меада сот+ о СССРй 8/001 1972АТУР со окатенно згоГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ И(71) Нижнетагильский ордена Ленинаи ордена Октябрьской Революции металлургический комбинат им.В,И.Ленина и Уральский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт им. С,М.Кирова(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕГО ИНТЕРВАЛА ПРОКАТКИ(57) Изобретение относится кбам термической обработки и пки черных металлов, преимущеслиста и специальных профилей тавливаемых из строительных сталей. Целью изобретения является получение заданных механических свойств прокатных изделий, Способ изготовления прокатных изделий включает нагрев, выдержку, прокатку и охлаждение на воздухе, причем предварительно проводят прокатку опытной партии в темпера ном интервале от 1200 С до А иззф ряют размер зерна продуктов расп переохлажденного аустенита и в с ветствии с зависимостью Т = айз2пр + Ы + сй + 1, где Т, - температура прокатки, С; Й - размер зерна, мкм; а,в,с и Е - константы, определяют указанные константы, после чего на основании химического состава и требуемых механических свойств определяют требуемый размер зерна, используя соотношение й = К/ьб 2, где К - коэффициент упрочнения, равньй 0,6, дб - упрочнение, вызванное измельчением зерна продуктов распада, й, подставляя его в указанную зависимость, находят границы температурного интервала конца прокатки основной партии изделий. 2 табл.1260394 Изобретение относится к способамтермической обработки и прокатки черных металлов, преимущественно листа и специальных профилей, изготовляемых из строительных сталей. 5ель изобретения - получение за 1 данных, механических свойств прокатных изделий.Поставленная цель достигается тем, что определяют размер зерна феррита и перлита после опытной прокатки при температурах от 1200 С, до А и охлаждения, описываемой зависимостьюТ = ас + Ьс + сд + К, (1) 5 где а, Ь, с, Г - константы;Т - температура конца прокатЙ - размер зерна, мкм,после чего по данным химического состава устанавливают верхнюю и нижнюю границы температурного интервала прокатки, используя. соотношение2с 1 = 1," /а 6 (э) 25 где К - коэффициент упрочнения, равный 0,6;д - упрочнение, вызванное измельчением зерна продуктов распада, МПа.30 Способ включает операции нагрева до температуры аустенизации, как правило, выше 1100 С, выдержки для фор-мирования аустенитной структуры, деформации и охлаждения на воздухе.Новым в способе является предварительное измерение размера зерна продуктов распада переохлажденного аустенита, описываемого зависимостью 40 Т = ас + Ъй + сс + Е, после чечго возможно, используя данные марочного и плавочного состава, определить температурный интервал конца прокатки для получения заданного 45 комплекса механических свойств на строительных сталях, исходя из соотношения с = К /а 5 . Упрочнение вызгзФ ванное измельчением зерна продуктов распада, определяется по зависимостям:дд =6- 1 дб, +дБ)1 й3д о+ Оэ 466 + 0,3 йч- Т,ч ), (1,2) где 6- предел текучести, заданный техническими условиями,МПа; упрочнение за счет присутствия перлита, МПа;упрочнение, вызванное легирующими элементами Па;упрочнение, связанное с возрастанием плотности дислокаций, МПа;упрочнение за счет дисперсионного твердения, МПа;константа, МПа;константа,С;температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому,заданная техническими условиями С,Формула (1 д 1) используется дляопределения температурного интервала прокатки согласно заданным прочностным характеристикам, а формула(1,2) - согласно вязкостным.Используя данные химического состава, зная коэффициенты упрочненияи а 8 , Т из справочной литературыоможно определить ьБ, а уже по немутребуемый размер зерна согласно управлениям 1,1 и 1,2, Таким образом,найденные исходя из заданных значений прочности и вязкости значения Йпозволяют, используя уравнение Т2ай + Ьссй + й, определить температурный интервал конца прокатки.П р и м е р, Сталь 3 пс, прокатанная с температуры 1200 С с общейстепенью обжатия 66 Е, после охлажде-.ния на воздухе имеет феррито-перлитную структуру,Необходимо определить температур. -ный интервал конца прокатки для получения заданных характеристик прочности и пластичности: предел текучестиЬ= 260 МПа, ударная вязкостьд0,3 МДж/м , которая должна реализоваться при температуре Т= -20 С.Согласно справочным данным константы ьб, = 30 МПа, а Т, = - 20 С.Проведя серию экспериментальныхпрокаток при температурах конца деформации 950, 925,850 и 800 С, определяли размер зерна феррита и процентное содержание перлита (табл.1)результаты обработаны статистическии средняя ошибка не превышает 57, Наосновании полученных данных определены константы а, Ь, с и Г из системы уравнений 950 = а " 20 +Ь 20 + С.20 + Г 2 У 925 = а10 з +Ь16 + С16 + Е;Таким образом, зависимость температуры конца прокатки - размер зерна 5 ,продуктов распада переохлаждаемого аустенита имеет видТа = 06880 417 д + 842э й- 477 (13) 10Согласно данным рентгеноструктурного и электронно-микроскопического анализа плотность дислокаций в сталях этой группы после прокатки при температурах прокатки 1000 - 800 С оценивается как 10 - 10 см , что8соответствует упрочнению в 10 ИПа.Частицы вторых Фаз отсутствуют, поэтомуа 6= О. Количество перлита при рассмотренных температурах прокатки меняется в пределах 20-22%, что дает величину аб= 48-53 ИЛа (а 8=0,24%). Вклад ьбпосле оценки по Формуле дб,где К. - коэФФициент упрочнения, вно 1симый данным элементом;С; - процентное содержание этого элемента, дает величину 50 и 80 МПа для стали, выплавленной на нижнем и верхнем пределе марочного состава соответственно.Таким образом, согласно Формулы (1.2) и (1.1) определяют величины35 зернограничного упрочнения для верхней (ьб иаЬ ) и нижней (л и, а 8) границ марочного состава1168 = 260-(900+2500) -(2500 +э 40+ 0,30-(-20)3: 0,7 = 130 МПа.Следовательно, для получения заданного уровня прочности для стали 3 пс зернограничное упрочнение долж но быть не менее 151 МПа, а для реализации заданного уровня ударной вязкости не менее 130 МПа.На основании (2) определяют размер зерна и устанавливают температуру прокатки для верхнего и нижнего предела марочного состава0 36130 2,13 10 м= Формула изобретения Способ определения температурного интервала прокатки, преимущественно строительных сталей, включающий измерение механических свойств стали в ,зависимости от температуры конца прокатки и выбор по этим данным границ 21 3 мкмУ ф эТо = 068816 41 э 716 ++ 842,0 21,3 - 4717 = 955 С.Таким образом, если содержание легирующих элементов находится на нижнем пределе марочного состава, тотемпература конца прокатки не должнапревышать 920 С, а для верхнего955 С.Следовательно, имея данные плавочного состава можно определить конкретную температурную границу концапрокатки,Применение предлагаемого способапрактически исключает выпадение механических свойств изделий из требований, предусмотренных техническимизаданиями.Предлагаемый способ определениятемпературного интервала прокаткибыл опробован при прокатке широкополочных балок на УБС НТМК (универсальном балочном стане Нижне-Тагильскогометаллургического комбината).Полученные результаты приведеныв табл.2.Из данных табл. 2 видно, что прокатка определенной по предлагаемомуспособу температуры деФормации приводит к несоответствию механическихсвойств техническим условиям, а следовательно, и переводу металла в другие категории качества.Согласно техническим условиямВд = 260 МПа, б = 280-450 МПа, 8 =26%КСИ = О,З ИДж/мТемпература конца прокатки, определенная по предлагаемому способу,составляет 925 С для стали ст 3 пс,имеющей плавочный состав,%: С 0,14;Я 0,5; Мп 0,55; Р 0,014; Я 0,02.3 1260394 Ь оптимального температурного интерва- а, Ь, с и Г - константы, определяла, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, ют указанные константы, после чего с целью получения заданных техничяс- на основании химического состава и ких свойств, проводят предваритель- заданных механических свойств опреную опытную прокатку в температурном деляют требуемый размер зерна, испольо5г интервале от 1200 С до А, измеряют зуя соотношение й = Ку/ьб, где Ку - размер зерна продуктов распада пере- коэффициент упрочнения, равный 0,6; охлажденного аустенита и в соответст- ь 8 - упрочнение вызванное измельче 3 з Э вии с зависимостью Т, = ай + Ъс 1 + нием зерна продуктов распада, + сд + К, и, подставляя его в указанную зависимость, находят границы температургде Т, - температура прокатки, С;ного интервала конца прокатки основй - размер зерна, мкм; ной партии изделий. Т а б л и ц а 1 о Параметры Температура конца прокатки, С850 925 950 800 Размерзерна, мкм 14,0 14,5 16,0 20,0 Процент перлита 20,0 21,0 22,5 22,4 Таблица 2 8,% КСИ , ЬЩж/м ьМпа 8МПа 34 Более 0,3 420 300 850 400 35 Более 0,3 280 860 280 400 31 Более 0,3 890 260 33 Более 0,3 36 Более 0,03 30 Более 0,3 380 920 240 390 930 320 220 950 Составитель В.КитайскийТехред А, Кравчук Корректор М.Максимишинец Редактор Н,Киштулинец Заказ 5192/22 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5